本公開涉及集成電路，具體涉及一種dc-dc變換器及芯片。

背景技術(shù)：

1、在電子技術(shù)飛速發(fā)展的進(jìn)程中，直流轉(zhuǎn)直流(dc-dc)變換器也得到了快速發(fā)展，作為一種開關(guān)電源技術(shù)，dc-dc變換器具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、控制簡單等優(yōu)點(diǎn)，具有廣泛的應(yīng)用。為了使dc-dc變換器的開關(guān)頻率保持恒定，相關(guān)技術(shù)中通常采用鎖相環(huán)電路進(jìn)行開關(guān)頻率同步，然而，這種開關(guān)頻率同步方式采用的電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)難度較大。

2、針對(duì)相關(guān)技術(shù)中開關(guān)頻率同步采用的電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、實(shí)現(xiàn)難度較大的問題，目前尚未提出有效的技術(shù)解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開的主要目的在于提供一種dc-dc變換器及芯片，以解決相關(guān)技術(shù)中開關(guān)頻率同步采用的電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、實(shí)現(xiàn)難度較大的問題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本公開的第一方面提供了一種dc-dc變換器，包括脈寬調(diào)制信號(hào)發(fā)生器、下管導(dǎo)通時(shí)間產(chǎn)生電路、外部頻率產(chǎn)生電路、單位增益負(fù)反饋電路、第一比較器、控制電路、上管、電感器和下管；

3、脈寬調(diào)制信號(hào)發(fā)生器被配置為根據(jù)電感電流采樣電壓和dc-dc變換器的輸出電壓，分別向下管導(dǎo)通時(shí)間產(chǎn)生電路和控制電路輸出pwm信號(hào)；

4、下管導(dǎo)通時(shí)間產(chǎn)生電路被配置為根據(jù)pwm信號(hào)和第一比較器輸出的下管導(dǎo)通時(shí)間結(jié)束信號(hào)，向第一比較器的同相輸入端輸出斜坡電壓；

5、外部頻率產(chǎn)生電路被配置為檢測輸入的外部時(shí)鐘信號(hào)是否滿足頻率同步要求，生成頻率同步失能信號(hào)，將頻率同步失能信號(hào)反相后向單位增益負(fù)反饋電路輸出頻率同步使能信號(hào)，并根據(jù)外部時(shí)鐘信號(hào)、頻率同步失能信號(hào)和第一比較器輸出的下管導(dǎo)通時(shí)間結(jié)束信號(hào)，向單位增益負(fù)反饋電路輸出三角波電壓；

6、單位增益負(fù)反饋電路被配置為當(dāng)頻率同步使能信號(hào)為高電平時(shí)，根據(jù)外部頻率產(chǎn)生電路輸出的三角波電壓，向第一比較器的反相輸入端輸出參考電壓；

7、第一比較器的同相輸入端接入下管導(dǎo)通時(shí)間產(chǎn)生電路輸出的斜坡電壓，第一比較器的反相輸入端接入單位增益負(fù)反饋電路輸出的參考電壓，第一比較器被配置為分別向控制電路、下管導(dǎo)通時(shí)間產(chǎn)生電路和外部頻率產(chǎn)生電路輸出下管導(dǎo)通時(shí)間結(jié)束信號(hào)；

8、控制電路被配置為根據(jù)pwm信號(hào)和第一比較器輸出的下管導(dǎo)通時(shí)間結(jié)束信號(hào)，向上管輸出高側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并向下管輸出低側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，控制上管和下管的開關(guān)；

9、上管的控制極接入控制電路輸出的高側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，上管的第一極分別耦接電感器的第一端和下管的第一極，電感器的第二端接入輸入電壓，從上管的第二極采樣得到電感電流采樣電壓；

10、下管的控制極接入控制電路輸出的低側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，下管的第二極接地。

11、可選地，脈寬調(diào)制信號(hào)發(fā)生器包括輸出電路、誤差放大電路和第二比較器；

12、輸出電路被配置為生成dc-dc變換器的輸出電壓和反饋電壓，并向誤差放大電路輸出反饋電壓；

13、誤差放大電路被配置為將反饋電壓和基準(zhǔn)電壓之間的誤差進(jìn)行放大，向第二比較器的同相輸入端輸出比較電壓；

14、第二比較器的反相輸入端接入電感電流采樣電壓，第二比較器被配置為通過輸出端分別向下管導(dǎo)通時(shí)間產(chǎn)生電路和控制電路輸出pwm信號(hào)。

15、可選地，輸出電路包括第一反饋電阻器、第二反饋電阻器、輸出電容器和負(fù)載；

16、第一反饋電阻器的第一端分別耦接上管的第二極、輸出電容器的第一端和負(fù)載的第一端，第一反饋電阻器的第二端耦接第二反饋電阻器的第一端，第二反饋電阻器的第二端接地；

17、輸出電容器的第二端和負(fù)載的第二端分別接地。

18、可選地，誤差放大電路包括誤差放大器、第一電阻器和第一電容器；

19、誤差放大器的同相輸入端接入基準(zhǔn)電壓，誤差放大器的反相輸入端接入反饋電壓，誤差放大器的輸出端分別耦接第二比較器的同相輸入端和第一電阻器的第一端，誤差放大器被配置為向第二比較器的同相輸入端輸出比較電壓；

20、第一電阻器的第二端耦接第一電容器的第一端，第一電容器的第二端接地。

21、可選地，下管導(dǎo)通時(shí)間產(chǎn)生電路包括第一rs觸發(fā)器、第一開關(guān)、第一電流源和第二電容器；

22、第一rs觸發(fā)器的復(fù)位端接入pwm信號(hào)，第一rs觸發(fā)器的置位端接入第一比較器輸出的下管導(dǎo)通時(shí)間結(jié)束信號(hào)，第一rs觸發(fā)器被配置為根據(jù)pwm信號(hào)和下管導(dǎo)通時(shí)間結(jié)束信號(hào)，控制第一開關(guān)斷開或閉合，當(dāng)pwm信號(hào)為高電平時(shí)，控制第一開關(guān)斷開，當(dāng)下管導(dǎo)通時(shí)間結(jié)束信號(hào)為高電平時(shí)，控制第一開關(guān)閉合；

23、第一電流源分別耦接第一比較器的同相輸入端、第一開關(guān)的第一端和第二電容器的第一端，第一電流源被配置為向第一比較器的同相輸入端輸出斜坡電壓，并在第一開關(guān)處于斷開狀態(tài)時(shí)對(duì)第二電容器進(jìn)行充電；

24、第二電容器的第二端分別耦接第一開關(guān)的第二端和接地端。

25、可選地，外部頻率產(chǎn)生電路包括外部時(shí)鐘檢測電路、或門、第一反相器、第二rs觸發(fā)器、第二電流源、第三電流源、第二開關(guān)、第三開關(guān)、第二電阻器和第三電容器；

26、外部時(shí)鐘檢測電路被配置為檢測輸入的外部時(shí)鐘信號(hào)是否包含連續(xù)m個(gè)脈沖，以判斷外部時(shí)鐘信號(hào)是否滿足頻率同步要求，根據(jù)檢測結(jié)果分別向或門的第一輸入端和第一反相器的輸入端輸出頻率同步失能信號(hào)，并利用頻率同步失能信號(hào)控制第三開關(guān)斷開或閉合，其中，m≥2；

27、第一反相器的輸出端向單位增益負(fù)反饋電路輸出頻率同步使能信號(hào)；

28、或門的第二輸入端接入第一比較器輸出的下管導(dǎo)通時(shí)間結(jié)束信號(hào)，或門的輸出端耦接第二rs觸發(fā)器的復(fù)位端；

29、第二rs觸發(fā)器的置位端接入外部時(shí)鐘信號(hào)，第二rs觸發(fā)器被配置為控制第二開關(guān)斷開或閉合，當(dāng)?shù)诙s觸發(fā)器輸出低電平時(shí)，第二開關(guān)斷開，當(dāng)?shù)诙s觸發(fā)器輸出高電平時(shí)，第二開關(guān)閉合；

30、第二電流源分別耦接第二開關(guān)的第一端、第三開關(guān)的第一端、第三電容器的第一端和單位增益負(fù)反饋電路，第二電流源被配置為對(duì)第三電容器進(jìn)行充電；

31、第三開關(guān)的第二端耦接第二電阻器的第一端；

32、第三電流源的第一端耦接第二開關(guān)的第二端，第三電流源的第二端分別耦接第二電阻器的第二端、第三電容器的第二端和接地端，第三電流源被配置為當(dāng)?shù)诙_關(guān)處于閉合狀態(tài)時(shí)對(duì)第三電容器進(jìn)行放電，其中，第三電流源對(duì)第三電容器的放電電流大于第二電流源對(duì)第三電容器的充電電流。

33、進(jìn)一步地，當(dāng)檢測到輸入的外部時(shí)鐘信號(hào)不包含連續(xù)m個(gè)脈沖時(shí)，外部時(shí)鐘信號(hào)不滿足頻率同步要求，頻率同步失能信號(hào)為高電平，第三開關(guān)閉合；

34、當(dāng)檢測到輸入的外部時(shí)鐘信號(hào)包含連續(xù)m個(gè)脈沖時(shí)，外部時(shí)鐘信號(hào)滿足頻率同步要求，頻率同步失能信號(hào)為低電平，第三開關(guān)斷開。

35、可選地，外部時(shí)鐘檢測電路包括m個(gè)d觸發(fā)器和第二反相器；

36、m個(gè)d觸發(fā)器被配置為檢測輸入的外部時(shí)鐘信號(hào)是否包含連續(xù)m個(gè)脈沖；

37、m個(gè)d觸發(fā)器中，各個(gè)d觸發(fā)器的時(shí)鐘控制端均輸入外部時(shí)鐘信號(hào)，第一個(gè)d觸發(fā)器的信號(hào)輸入端接入的信號(hào)恒為高電平，上一個(gè)d觸發(fā)器的輸出端耦接下一個(gè)d觸發(fā)器的信號(hào)輸入端，第m個(gè)d觸發(fā)器的輸出端耦接第二反相器的輸入端；

38、第二反相器的輸出端輸出頻率同步失能信號(hào)。

39、可選地，單位增益負(fù)反饋電路包括第四電流源、第三電阻器、壓控電流源和第四開關(guān)；

40、第四電流源分別耦接第一比較器的反相輸入端、第三電阻器的第一端、壓控電流源的反相輸入端和第四開關(guān)的第一端；

41、壓控電流源的同相輸入端分別耦接第二電流源和第三電容器的第一端，壓控電流源的輸出端耦接第四開關(guān)的第二端；

42、第一反相器輸出的頻率同步使能信號(hào)控制第四開關(guān)斷開或閉合；

43、第三電阻器的第二端接地。

44、本公開的第二方面提供了一種芯片，包括上述第一方面中任意一項(xiàng)的dc-dc變換器。

45、在本公開實(shí)施例提供的dc-dc變換器中，包括脈寬調(diào)制信號(hào)發(fā)生器、下管導(dǎo)通時(shí)間產(chǎn)生電路、外部頻率產(chǎn)生電路、單位增益負(fù)反饋電路、第一比較器、控制電路、上管、電感器和下管；外部頻率產(chǎn)生電路檢測輸入的外部時(shí)鐘信號(hào)是否滿足頻率同步要求，生成頻率同步失能信號(hào)，將頻率同步失能信號(hào)反相后向單位增益負(fù)反饋電路輸出頻率同步使能信號(hào)，并根據(jù)外部時(shí)鐘信號(hào)、頻率同步失能信號(hào)和第一比較器輸出的下管導(dǎo)通時(shí)間結(jié)束信號(hào)，向單位增益負(fù)反饋電路輸出三角波電壓，單位增益負(fù)反饋電路根據(jù)三角波電壓和頻率同步使能信號(hào)，向第一比較器的反相輸入端輸出參考電壓，當(dāng)頻率同步使能信號(hào)為高電平時(shí)，參考電壓的頻率與三角波電壓同步；本公開結(jié)合外部頻率產(chǎn)生電路和單位增益負(fù)反饋電路，可以實(shí)現(xiàn)開關(guān)頻率同步，電路結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)約芯片面積，降低了開關(guān)頻率同步的難度，不需要采用鎖相環(huán)電路進(jìn)行開關(guān)頻率同步，解決了相關(guān)技術(shù)中開關(guān)頻率同步采用的電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、實(shí)現(xiàn)難度較大的問題。